第一章 煙草水分

1、第一章煙草水分 萱草第一節(jié)第一節(jié) 水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 煙葉水分的存在形態(tài)煙葉水分的存在形態(tài)第三節(jié)第三節(jié) 煙葉的吸濕性和平衡水分煙葉的吸濕性和平衡水分第四節(jié)第四節(jié) 煙草水分的表示方法煙草水分的表示方法第五節(jié)第五節(jié) 煙葉水分對(duì)加工質(zhì)量的影響煙葉水分對(duì)加工質(zhì)量的影響第一章第一章 煙草水分煙草水分第一章煙草水分一一 水的組成和結(jié)構(gòu)水的組成和結(jié)構(gòu)二二 水的重要性質(zhì)水的重要性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一章煙草水分一水的組成和結(jié)構(gòu)一水的組成和結(jié)構(gòu)1 1 組成組成: H-O-H H-O-H 非線性極性共價(jià)化合物非線性極性共價(jià)化合物 2 2 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 角錐體氧原子位于

2、四面體中心，角錐體氧原子位于四面體中心，從中心原子到四對(duì)電子的聯(lián)線互成從中心原子到四對(duì)電子的聯(lián)線互成104.5o104.5o夾角夾角第一章煙草水分圖圖1.11.1水分子的水分子的SPSP2 2四面體構(gòu)型四面體構(gòu)型圖圖1.2 1.2 單個(gè)水分子結(jié)構(gòu)示意圖單個(gè)水分子結(jié)構(gòu)示意圖第一章煙草水分1 1 液體密度比固體密度大液體密度比固體密度大2 2 沸點(diǎn)較高沸點(diǎn)較高3 3 比熱較大比熱較大4 4 介電常數(shù)高介電常數(shù)高5 5 溶劑能力強(qiáng)溶劑能力強(qiáng)圖圖1.3 1.3 四面體構(gòu)型中水分子的氫鍵結(jié)合（虛線表示氫鍵）四面體構(gòu)型中水分子的氫鍵結(jié)合（虛線表示氫鍵）二水的重要性質(zhì)二水的重要性質(zhì)第一章煙草水分物理量名詞物

3、理量名詞 物理常數(shù)值物理常數(shù)值分子量分子量18.01534相變性質(zhì)相變性質(zhì) 熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（0.1Mpa） 0.00 0oC 沸點(diǎn)（沸點(diǎn)（0.1Mpa)100.00 0oC 熔融熱（熔融熱（0oC）6.012KJ/mol 蒸發(fā)熱（蒸發(fā)熱（100oC）40.63KJ/mol 升華熱（升華熱（0oC）50.91KJ/mol 其它性質(zhì)其它性質(zhì) 20 oC 0oC 0oC（冰）（冰） -20oC(冰）冰）密度（密度（kg/L）0.9982030.9998410.91680.9193黏度（黏度（Pa ss）1.0021010-3-31.7871010-2-2-界面張力（界面張力（N/m）72.751010-

4、3-375.61010-2-2-蒸汽壓（蒸汽壓（Pa）2.33710103 36.10410102 26.10410102 21.03410102 2熱容量熱容量J/（g KK）4.18194.18192.10091.9544熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)J/（m s K s K ）5.98310102 222.4022.4010102 224.3310102 2熱擴(kuò)散系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù)（m2/s）1.41010-5-51.11010-4-41.11010-4-4介電常數(shù)介電常數(shù)80.369198表表1 1 水和冰的物理常數(shù)水和冰的物理常數(shù)第一章煙草水分一煙葉水分的來源一煙葉水分的來源二煙葉水分的存在形態(tài)二煙葉水

5、分的存在形態(tài)第二節(jié)第二節(jié) 煙葉水分的存在形式煙葉水分的存在形式第一章煙草水分一煙葉水分的來源一煙葉水分的來源1 1鮮煙葉的水分主要來自于土壤和空氣鮮煙葉的水分主要來自于土壤和空氣2 2干煙葉的水分來源包括：干煙葉的水分來源包括：2.1 2.1 調(diào)制殘存在煙葉中的水分調(diào)制殘存在煙葉中的水分2.2 2.2 生產(chǎn)過程加入的水分（分級(jí)、發(fā)酵、真空回潮）生產(chǎn)過程加入的水分（分級(jí)、發(fā)酵、真空回潮）2.3 2.3 從空氣中吸收的水分從空氣中吸收的水分（超級(jí)鏈接澆煙和下雨的視頻或圖片）（超級(jí)鏈接分級(jí)、發(fā)酵、真空回潮加入水分的視頻或圖片）第一章煙草水分結(jié)合水結(jié)合水：存在于溶質(zhì)或其它非水組分附近，與溶質(zhì)分子之間存

6、在于溶質(zhì)或其它非水組分附近，與溶質(zhì)分子之間通過化學(xué)鍵（主要是氫鍵）結(jié)合的那部分水，不易自由移動(dòng)，通過化學(xué)鍵（主要是氫鍵）結(jié)合的那部分水，不易自由移動(dòng)，不易喪失不易喪失0 0以下不易結(jié)冰，不能作溶劑以下不易結(jié)冰，不能作溶劑 自由水自由水:就是沒有被非水化合物結(jié)合的水，易從煙葉就是沒有被非水化合物結(jié)合的水，易從煙葉 中散中散失，在失，在0 0以下易結(jié)冰，能作溶劑。以下易結(jié)冰，能作溶劑。1 1自由水和結(jié)合水的概念自由水和結(jié)合水的概念二煙葉水分的存在形態(tài)二煙葉水分的存在形態(tài)第一章煙草水分 表表2 2自由水和結(jié)合水性質(zhì)比較自由水和結(jié)合水性質(zhì)比較結(jié)合水結(jié)合水自由水自由水一般描述一般描述存在于溶質(zhì)或其它非水

7、組存在于溶質(zhì)或其它非水組分附近的那部分水，包括分附近的那部分水，包括化合水、鄰近水和幾乎全化合水、鄰近水和幾乎全部多層水，不易自由移動(dòng)，部多層水，不易自由移動(dòng)，不易喪失。不易喪失。位置上遠(yuǎn)離非水組分，以位置上遠(yuǎn)離非水組分，以水水氫鍵存在的那部分水水氫鍵存在的那部分水，可自由移動(dòng)，易喪失。水，可自由移動(dòng)，易喪失。沸點(diǎn)沸點(diǎn)升高升高基本不變基本不變冰點(diǎn)冰點(diǎn)大為降低，大為降低，-20-200 0C C不結(jié)冰不結(jié)冰略降低，能結(jié)冰略降低，能結(jié)冰溶劑能力溶劑能力無無大大平均分子水平運(yùn)動(dòng)平均分子水平運(yùn)動(dòng)大大降低，甚至無大大降低，甚至無變化很小變化很小蒸發(fā)焓蒸發(fā)焓增大增大基本無變化基本無變化微生物微生物不能利用

8、不能利用可利用可利用第一章煙草水分煙草中的自由水和結(jié)合水煙草中的自由水和結(jié)合水. .煙草中的自由水主要是煙草中的自由水主要是毛細(xì)管凝結(jié)水毛細(xì)管凝結(jié)水：凝結(jié)在毛細(xì)管和大孔隙中的水凝結(jié)在毛細(xì)管和大孔隙中的水主要結(jié)合力：毛細(xì)管凝結(jié)力（表面張力）主要結(jié)合力：毛細(xì)管凝結(jié)力（表面張力）隨溫度升高而降低，隨濕度增大而增多隨溫度升高而降低，隨濕度增大而增多 煙草中的水分主要以自由水和結(jié)合水種方式存在煙草中的水分主要以自由水和結(jié)合水種方式存在第一章煙草水分. .煙草中的結(jié)合水：煙草中的結(jié)合水：在煙葉中與蛋白質(zhì)、在煙葉中與蛋白質(zhì)、 纖維素、纖維素、 果膠質(zhì)等成分通過氫鍵結(jié)合的水分。果膠質(zhì)等成分通過氫鍵結(jié)合的水分。

9、煙葉中的結(jié)合水主要包括：煙葉中的結(jié)合水主要包括： 膠體滲透作用和晶體潮解作用結(jié)合的水膠體滲透作用和晶體潮解作用結(jié)合的水 主要結(jié)合力：氫鍵主要結(jié)合力：氫鍵 該部分水隨空氣溫度升高而增多，隨空氣相對(duì)濕度增該部分水隨空氣溫度升高而增多，隨空氣相對(duì)濕度增大而增多。大而增多。第一章煙草水分一煙葉的吸濕性一煙葉的吸濕性二煙葉的平衡水分二煙葉的平衡水分三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素第三節(jié)第三節(jié) 煙葉的吸濕性和平衡水分煙葉的吸濕性和平衡水分第一章煙草水分一煙葉的吸濕性一煙葉的吸濕性1 1吸濕性定義吸濕性定義：煙葉能依據(jù)空氣溫濕度的變化從空氣煙葉能依據(jù)空氣溫濕度的變化從空氣中吸

10、收水分或向空氣中散發(fā)水分的性質(zhì)。中吸收水分或向空氣中散發(fā)水分的性質(zhì)。2 2煙葉的組織結(jié)構(gòu)煙葉的組織結(jié)構(gòu)：具有毛細(xì)管的膠體多孔體具有毛細(xì)管的膠體多孔體第一章煙草水分3.13.1表面吸附和擴(kuò)散作用表面吸附和擴(kuò)散作用3.23.2毛細(xì)管的凝結(jié)作用毛細(xì)管的凝結(jié)作用3.33.3膠體的滲透作用膠體的滲透作用3.43.4晶體的潮解作用晶體的潮解作用3 3煙葉吸濕性的煙葉吸濕性的4 4個(gè)方面：個(gè)方面：第一章煙草水分3.13.1表面吸附和擴(kuò)散作用表面吸附和擴(kuò)散作用吸附吸附：空氣中的水蒸氣凝結(jié)在物體表面的現(xiàn)象空氣中的水蒸氣凝結(jié)在物體表面的現(xiàn)象擴(kuò)散擴(kuò)散：一種物質(zhì)自發(fā)進(jìn)入另一種物質(zhì)中，彼此相互滲一種物質(zhì)自發(fā)進(jìn)入另一種物

11、質(zhì)中，彼此相互滲透的作用透的作用煙葉和周圍空氣之間不斷發(fā)生著水分的交流活動(dòng)。煙葉和周圍空氣之間不斷發(fā)生著水分的交流活動(dòng)。第一章煙草水分動(dòng)畫顯示空氣中的水分吸附在煙葉表面并擴(kuò)散進(jìn)入煙動(dòng)畫顯示空氣中的水分吸附在煙葉表面并擴(kuò)散進(jìn)入煙葉內(nèi)部的過程，以及水分從煙葉內(nèi)部擴(kuò)散進(jìn)入空氣的葉內(nèi)部的過程，以及水分從煙葉內(nèi)部擴(kuò)散進(jìn)入空氣的過程過程表面吸附和擴(kuò)散作用隨空氣濕度增大而加表面吸附和擴(kuò)散作用隨空氣濕度增大而加強(qiáng)，強(qiáng)， 隨溫度升高而加強(qiáng)。隨溫度升高而加強(qiáng)。第一章煙草水分3.23.2毛細(xì)管的凝結(jié)作用毛細(xì)管的凝結(jié)作用 煙葉是具有毛細(xì)管的多空體，可以通過表面張力使水分凝結(jié)煙葉是具有毛細(xì)管的多空體，可以通過表面張力使

12、水分凝結(jié)在毛細(xì)管內(nèi)。這種水屬于自由水，隨空氣濕度增大而增大，隨在毛細(xì)管內(nèi)。這種水屬于自由水，隨空氣濕度增大而增大，隨溫度升高而降低。毛細(xì)管越細(xì)，水分越要在其中凝結(jié)。溫度升高而降低。毛細(xì)管越細(xì)，水分越要在其中凝結(jié)。動(dòng)畫：煙葉中不同粗細(xì)的孔道內(nèi)水分凝結(jié)情況動(dòng)畫：煙葉中不同粗細(xì)的孔道內(nèi)水分凝結(jié)情況第一章煙草水分3.33.3膠體的滲透作用膠體的滲透作用 當(dāng)空氣相對(duì)濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時(shí)，煙當(dāng)空氣相對(duì)濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時(shí)，煙葉中的淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等膠體表面形成溶液層，水分葉中的淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等膠體表面形成溶液層，水分在煙葉內(nèi)外形成濃度差，就會(huì)發(fā)生滲透作用。在煙葉內(nèi)外形成濃

13、度差，就會(huì)發(fā)生滲透作用。滲透作用隨空氣濕度增大而加強(qiáng)，隨溫度升高而加強(qiáng)滲透作用隨空氣濕度增大而加強(qiáng)，隨溫度升高而加強(qiáng)這種方式增加的主要是結(jié)合水這種方式增加的主要是結(jié)合水第一章煙草水分動(dòng)畫：水和煙葉直接接觸時(shí)，水分向煙葉內(nèi)緩慢滲透的動(dòng)畫：水和煙葉直接接觸時(shí)，水分向煙葉內(nèi)緩慢滲透的過程。過程。第一章煙草水分3.43.4晶體的潮解作用晶體的潮解作用當(dāng)空氣相對(duì)濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時(shí)，煙葉當(dāng)空氣相對(duì)濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時(shí)，煙葉中的水溶性糖、多酚、無機(jī)鹽等晶體物質(zhì)會(huì)發(fā)生潮解作用，中的水溶性糖、多酚、無機(jī)鹽等晶體物質(zhì)會(huì)發(fā)生潮解作用，產(chǎn)生水化物，增加煙葉水分。產(chǎn)生水化物，增加煙葉水分。

14、晶體潮解作用隨空氣相對(duì)濕度增大而加強(qiáng)，隨溫度升高晶體潮解作用隨空氣相對(duì)濕度增大而加強(qiáng)，隨溫度升高而加強(qiáng)。增加的主要是結(jié)合水。而加強(qiáng)。增加的主要是結(jié)合水。第一章煙草水分動(dòng)畫：動(dòng)畫： 白糖或食鹽潮解過程白糖或食鹽潮解過程第一章煙草水分表煙葉吸濕性主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面表煙葉吸濕性主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面表面吸附與擴(kuò)散作用表面吸附與擴(kuò)散作用毛細(xì)管凝結(jié)作用毛細(xì)管凝結(jié)作用自由水自由水膠體滲透作用膠體滲透作用結(jié)合水結(jié)合水晶體潮解作用晶體潮解作用結(jié)合水結(jié)合水作用方式作用方式溫度溫度濕度濕度形態(tài)形態(tài)第一章煙草水分二煙葉的平衡水分二煙葉的平衡水分1 1煙葉平衡水分定義煙葉平衡水分定義 靜態(tài)定義：在一定空氣溫濕度條

15、件下，煙葉表面水蒸氣靜態(tài)定義：在一定空氣溫濕度條件下，煙葉表面水蒸氣壓力與周圍空氣中水蒸氣分壓力相平衡時(shí)的壓力與周圍空氣中水蒸氣分壓力相平衡時(shí)的煙葉含水量煙葉含水量。 動(dòng)態(tài)定義：煙葉達(dá)到平衡水分的過程。動(dòng)態(tài)定義：煙葉達(dá)到平衡水分的過程。 2 2煙葉平衡水分條件：煙葉平衡水分條件： 因?yàn)闊熑~具有吸濕性，會(huì)不斷地和周圍空氣發(fā)生水分交換因?yàn)闊熑~具有吸濕性，會(huì)不斷地和周圍空氣發(fā)生水分交換作用，使得它在不同的空氣溫濕度條件下具有不同的含水量。作用，使得它在不同的空氣溫濕度條件下具有不同的含水量。 通常把空氣溫度通常把空氣溫度2222，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度60% 60% 2%2%條件下達(dá)到條件下達(dá)到平衡時(shí)的

16、煙葉水分定為煙葉的平衡水分。平衡時(shí)的煙葉水分定為煙葉的平衡水分。第一章煙草水分動(dòng)畫：煙葉和周圍空氣進(jìn)行水分交換的過程動(dòng)畫：煙葉和周圍空氣進(jìn)行水分交換的過程第一章煙草水分三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素1 1煙葉因素?zé)熑~因素2 2環(huán)境因素：空氣溫度，空氣相對(duì)會(huì)濕度環(huán)境因素：空氣溫度，空氣相對(duì)會(huì)濕度第一章煙草水分1 1煙葉因素?zé)熑~因素: :煙葉自身的煙葉自身的組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)和和化學(xué)成分化學(xué)成分的差異直接影的差異直接影 響著煙葉的吸濕性和平衡水分響著煙葉的吸濕性和平衡水分, ,是煙葉吸濕性的物質(zhì)基礎(chǔ)是煙葉吸濕性的物質(zhì)基礎(chǔ)煙葉類型，等級(jí)，產(chǎn)地，部位煙葉類型，等級(jí)，產(chǎn)地

17、，部位等因素都會(huì)影響煙葉組織結(jié)等因素都會(huì)影響煙葉組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，從而影響煙葉平衡水分。構(gòu)和化學(xué)成分，從而影響煙葉平衡水分。相同環(huán)境下煙葉吸濕性和平衡水分表現(xiàn)為：相同環(huán)境下煙葉吸濕性和平衡水分表現(xiàn)為：烤煙白肋煙烤煙白肋煙云煙福建安徽貴州河南云煙福建安徽貴州河南中部上部下部中部上部下部等級(jí)越高，吸濕性和平衡水分越大等級(jí)越高，吸濕性和平衡水分越大第一章煙草水分2 2 環(huán)境因素環(huán)境因素1 1空氣相對(duì)濕度空氣相對(duì)濕度：空氣濕度增大，煙葉平衡水分增大空氣濕度增大，煙葉平衡水分增大 70 70以下，影響小，以下，影響小，7070以上影響大以上影響大 2 2氣溫氣溫：對(duì)平衡水分影響沒有濕度顯著對(duì)平衡水分影

18、響沒有濕度顯著 濕度一定時(shí)，對(duì)烤煙而言，溫度升高，平衡水分增大濕度一定時(shí)，對(duì)烤煙而言，溫度升高，平衡水分增大 溫濕度對(duì)平衡水分的影響可以表述為：溫濕度對(duì)平衡水分的影響可以表述為：（1 1）溫度一定，相對(duì)濕度增加，平衡含水率升高）溫度一定，相對(duì)濕度增加，平衡含水率升高（2 2）相對(duì)濕度一定，溫度增加，平衡含水率升高）相對(duì)濕度一定，溫度增加，平衡含水率升高（3 3）濕度的影響是主要的，溫度的影響甚微）濕度的影響是主要的，溫度的影響甚微第一章煙草水分不同環(huán)境，不同質(zhì)量煙葉的平衡水分，不同環(huán)境，不同質(zhì)量煙葉的平衡水分，起作用的首先是煙葉的質(zhì)量，其次才是環(huán)境起作用的首先是煙葉的質(zhì)量，其次才是環(huán)境條件條件

19、 第一章煙草水分在煙草原料加工卷煙生產(chǎn)中通常采用相對(duì)含水率，因此相對(duì)含水在煙草原料加工卷煙生產(chǎn)中通常采用相對(duì)含水率，因此相對(duì)含水率通常簡(jiǎn)稱含水率。率通常簡(jiǎn)稱含水率。絕對(duì)含水率是在干重基礎(chǔ)上計(jì)算得來的，更能反映煙葉水分含量的絕對(duì)含水率是在干重基礎(chǔ)上計(jì)算得來的，更能反映煙葉水分含量的真是狀況。真是狀況。G濕G干W絕G干100W W相相G G濕濕G G干干G G濕濕 100100G G濕濕G G干干G G水水+相對(duì)含水率（濕基含水率）相對(duì)含水率（濕基含水率）：絕對(duì)含水率（干基含水率）絕對(duì)含水率（干基含水率）：W絕絕G G干干 100100G G水水W相相G G干干+ +水水 100100G G水水第四節(jié)第四節(jié) 煙葉水分的表示方法煙葉水分的表示方法第一章煙草水分W相相G G干干